Berkeley araştırmacıları, daha güçlü ve daha yeşil beton yapmak için 3D yazıcı kullanıyor. Betonu bir polimer kafes ile güçlendirmenin yeni bir yolunu geliştirdiler; bu malzeme diğer polimer bazlı iyileştirmelerle rekabet edebilecek. Betonun sünekliğini arttırırken malzemenin karbon emisyonlarını azaltabilecek bir ilerleme olarak karşımıza çıkıyor. Berkeley ekibi, sekizli polimer kafes oluşturmak için bir 3D yazıcı kullandı ve ardından bunları, sıkıştırma açısından geleneksel betondan dört kat daha güçlü olan ultra yüksek performanslı beton(UHPC) ile doldurdu.
Güçlendirilmiş malzeme, sıkıştırma ve dört noktadan eğilme testlerinde iyi performans gösterdi. Beton ucuz, bol ve sıkıştırmada güçlüdür, son derece ağır yüklere dayanabilir. Ancak çekmeye karşı basınca oranla daha zayıftır. Kırılgandır ve ayrıldığında çatlamaya başlamaktadır. Takviye olmadan beton, uyarı vermeyerek parçalanabilir.19.yüzyılın ortalarından bu yana mühendisler betonu çelik inşaat demiri ile güçlendirirler. Fakat çeliğin gücü bazı dezavantajları da beraberinde getirir: Ağırdır, üretimi pahalıdır, montajı emek ister ve zamanla bozulur.
Günümüzde, betonu polimerlerle güçlendirme potansiyelini araştırma konusunda büyüyen bir inşaat topluluğu var
Polimerler Neden Tercih Ediliyor?
- Hafiftirler.
- Korozyona uğramazlar.
- Çok sayıda geri dönüştürülebilir malzeme nedeniyle üretimi ucuzdurlar.
Lifler eski zamanlardan beri harcı güçlendirmek için kullanılmıştır. Lifler betona dökülmeden önce karıştırılır ve nadiren homojen olarak dağılır. Bu, bir yapının bir kısmının yüksek yoğunlukta fiber içerebileceği, diğer kısmında ise neredeyse hiç bulunmayacağı ve çatlakların oluşması için bir yol bıraktığı anlamına gelir. Kafes takviyesinin faydası, bir dizi kafes kirişin çatlakları büyümeden önce durdurmasıdır.
Mühendisler ayrıca betonda kullanılan kafes donatı miktarını da test etti. Bir numune, daha inceydi ve polimer, bir numunenin %19,2’sini oluşturuyordu. Diğeri ise %33,7 sini oluşturuyordu. Örneklerdeki polimer miktarının arttırılması, basınç dayanımını bir miktar düşürürken pik yüklerini arttırmıştır.